TWI706304B - 觸控控制方法、電路系統及觸控裝置 - Google Patents

觸控控制方法、電路系統及觸控裝置 Download PDF

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吳大春
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Abstract

本發明提供一種觸控控制方法，應用於包括複數觸控電極之觸控裝置；所述觸控控制方法包括：步驟S1，向所述觸控電極發送掃描訊號，所述掃描訊號為多頻率掃描訊號；步驟S2，根據所述多頻率掃描訊號獲取觸控數據；步驟S3，根據所述觸控數據計算當前時刻之觸控位置。本發明還提供一種觸控控制電路系統及觸控裝置。

Description

觸控控制方法、電路系統及觸控裝置
本發明涉及觸控技術領域，尤其涉及一種觸控控制方法、電路系統及觸控裝置。
智能手機、智能電腦、智能穿戴及智能家居等產品皆廣泛採用觸控技術，隨著上述設備之應用場景之多樣化，觸控技術於各種應用場景之適應性受到挑戰。
近年應用較廣泛之觸控原理為電容式觸控原理(即當人手指放置於設備之觸控區域時，與手指靠近之觸控區域會發生電容值變化，藉由偵測電容值發生變化之位置確定手指之觸控位置)。但，電容式觸控原理卻容易受到水之影響。
請參閱圖1，圖1中示出之觸控結構為互容式觸控結構，包括保護蓋板41，觸控驅動電極TX及觸控感應電極RX，相鄰之觸控驅動電極TX及觸控感應電極RX之間形成有耦合電容Cm。手指觸摸保護蓋板41時，由於手指於整個系統中之電勢近似地為地之電勢，觸控驅動電極TX與觸控感應電極RX之電勢均比手指之電勢高，於觸控驅動電極TX及觸控感應電極RX與手指之間將產生電之耦合，這就意味著觸控驅動電極TX及觸控感應電極RX與手指之間分別產生耦合電容CFT及CFR。激勵訊號施加於觸控驅動電極TX上時，經由耦合電容Cm到觸控感應電極Rx之電流被耦合電容CFT及耦合電容CFR分流掉一部分，電流接收端觸控感應電極Rx之電流將比原來小，這樣它就等效為耦合電容Cm之減少，故，通常，手指觸摸使相鄰之觸控驅動電極TX及觸控感應電極RX之間耦合電容減少。
請參閱圖2，圖2中示出與圖1相同之觸控結構，保護蓋板41上覆蓋水滴時，由於水為導體，它也將改變觸控驅動電極TX及觸控感應電極RX之間之電場耦合。但水之表面積相比人體來講要小非常多，水滴與大地之間之 電容非常小，小到幾乎零。觸控電極A未處於被掃描之狀態時，處於接地狀態，水滴與觸控電極A之間存於一個對地電容CWG，電勢近似地為地之電勢。保護蓋板41上覆蓋水滴時，水滴分別與觸控驅動電極TX及觸控感應電極RX形成耦合電容CWT與耦合電容CWR，當激勵訊號施加於觸控驅動電極TX上時，經由耦合電容Cm到觸控感應電極RX之電流被水滴產生之耦合電容CWT及耦合電容CWR分流掉一部分，觸控感應電極RX之電流將比原來小，這樣它就等效為耦合電容Cm之減少，由此看來此時保護蓋板41上之水滴對觸控數據之影響與手指是類似之，導致不能分辨此時之觸摸是手指還是水滴。
由上述可知，水滴之存於改變了觸控結構本身之耦合電容之分佈及狀態，從而使得手指之識別及位置數據處理難度加大，導致最終確定之觸控位置準確性降低或直接導致觸控功能無法使用。然而上述之設備之使用場景經常會受到水影響，往往導致設備之觸控功能無法正常使用，給用戶帶來諸多不便，上述問題亟待解決。
針對以上技術問題，有必要提供一種具備防水效果之觸控控制方法。
本發明一方面提供一種觸控控制方法，應用於包括複數觸控電極之觸控裝置；所述觸控控制方法包括：步驟S1，向所述觸控電極發送掃描訊號，所述掃描訊號為多頻率掃描訊號；步驟S2，根據所述多頻率掃描訊號獲取觸控數據；步驟S3，根據所述觸控數據計算當前時刻之觸控位置。
本發明另一方面提供一種觸控控制方法，應用於觸控裝置，所述觸控裝置包括複數觸控電極；所述觸控控制方法包括：步驟S1，向所述觸控電極發送掃描訊號，所述掃描訊號為單頻非弦波掃描訊號；步驟S2，根據所述單頻非弦波掃描訊號獲取第二原始感應數據，所述單頻非弦波可被分解為基波及諧波，將所述第二原始感應數據分離為與所述基波對應之第一觸控數據及與所述諧波對應之第二觸控數據；步驟S3，根據所述觸控數據計算當前時刻之觸控位置。
本發明另一方面提供一種觸控控制電路系統，應用於觸控裝置，所述觸控裝置包括複數觸控電極；觸控控制電路系統包括：掃描訊號發送模塊，與所述觸控電極連接，用於向所有或部分所述觸控電極發送掃描訊號，所述掃描訊號為多頻率掃描訊號或單頻非弦波掃描訊號；觸控數據獲取模塊，與所述觸控電極連接，用於根據所述多頻率掃描訊號或單頻非弦波掃描訊號獲取觸控數據；計算模塊，與所述觸控數據獲取模塊連接，用於根據所述觸控數據計算當前時刻之觸控位置。
本發明另一方面提供一種觸控裝置，包括觸控控制電路系統，所述觸控控制電路系統如上述任一項所述。
本實施例提供之觸控控制方法，藉由以第一頻率之第一掃描訊號及第二頻率之第二掃描訊號分別掃描觸控電極，以分別獲取第一觸控數據及第二觸控數據，利用不同頻率之掃描訊號於手指中之傳導率差異相較於不同頻率之掃描訊號於水中之傳導率差異要小之特性，藉由第一觸控數據與第二數據之差值即可判斷各個觸控節點上之初始耦合電容之變化為手指還是水滴之存於而引起，從而排除水滴引起之初始耦合電容之變化，僅針對手指引起之初始耦合電容之變化進行數據處理，計算當前時刻之觸控位置。上述方法步驟有利於改善水影響觸控功能之問題。本實施例提供之觸控控制方法應用於觸控裝置中，有利於提升觸控裝置之防潮、防水特性，使觸控裝置可被廣泛應用於潮濕或有水存於之場景中，而保證其觸控功能正常運作。
S1、S2、S3、S21、S22、S31、S32、S33、S4、S5、S6:步驟
41:保護蓋板
TX、TX1、TX2、TX3……TXn:觸控驅動電極
RX、RX1、RX2、RX3……RXn:觸控感應電極
Cm、CFT、CFR、CWT、CWR:耦合電容
CWG:對地電容
GND:電勢
10、30:觸控裝置
A、11:觸控電極
14:蓋板
13:觸控電極層
12:觸控IC
M:倍
(TX1,RX1)、(TX1,RX2)、(TX1,RX3)、(TX2,RX1)、(TX2,RX2)、(TX2,RX3)、(TX3,RX1)、(TX3,RX2)、(TX3,RX3)……(TXn,RXn):觸控節點
CM1:第一檢測電容值
CM2:第二檢測電容值
△CM:檢測電容差值
31:觸控控制電路系統
311:掃描訊號發送模塊
312:觸控數據獲取模塊
313:計算模塊
32:切換系統
321:指令接收模塊
322:切換模塊
圖1為手指觸摸電容式觸控結構時引起之電容變化之示意圖。
圖2為水滴覆蓋觸摸電容式觸控結構時引起之電容變化之示意圖。
圖3為實施例一中之觸控裝置之結構示意圖。
圖4為圖3中觸控裝置之模塊結構示意圖。
圖5為實施例一提供之觸控控制方法之步驟流程示意圖。
圖6為另一種觸控裝置之觸控電極圖案示意圖。
圖7為另一種觸控裝置之觸控電極圖案示意圖。
圖8實施例一提供之觸控裝置之觸控節點示意圖。
圖9為無手指觸摸或水滴覆蓋之條件下耦合電容之狀態示意圖。
圖10為僅手指觸摸條件下耦合電容之狀態示意圖。
圖11為僅水滴覆蓋條件下耦合電容之狀態示意圖。
圖12為圖5中步驟S3之細化步驟流程示意圖。
圖13為一種第一掃描訊號之示意波形圖。
圖14為一種第二掃描訊號之示意波形圖。
圖15為圖13之第一掃描訊號與圖14之第二掃描訊號疊加之波形圖。
圖16為實施例二提供之觸控控制方法中步驟S2之細化步驟流程示意圖。
圖17為實施例三提供之觸控控制方法之步驟流程示意圖。
圖18為實施例三提供之掃描訊號之波形示意圖。
圖19為實施例四提供之觸控裝置之模塊結構示意圖。
實施例一
請參閱圖3，本實施例提供之觸控控制方法應用於觸控裝置10(本實施例中，圖3僅示出觸控裝置10與本實施例相關之結構)，觸控裝置10包括複數觸控電極11，以及與各個觸控電極11連接之觸控晶片12(圖3中觸控IC)，以下也簡稱觸控IC12。觸控電極11不限於氧化煙錫、金屬網格、納米銀、石墨烯等透明或者不透明導電材料。本實施例中，觸控裝置10為互容式觸控裝置，觸控電極11皆為長條形，所有觸控電極11中一部分作為觸控驅動電極TX(包括TX1、TX2、TX3......TXn)，另一部分則作為觸控感應電極RX(包括RX1、RX2、RX3......RXn)。各個觸控驅動電極TX設置於同一層依次平行排列，各個觸控感應電極RX設置於同一層依次平行排列，觸控驅動電極TX與觸控感應電極RX相互絕緣、垂直交叉。於一實施例中，觸控裝置10為自容式，觸控電極11不區分觸控驅動電極及觸控感應電極。
請參閱圖4，為方便理解，圖4中以模塊化方式表示觸控裝置10中所有觸控電極構成之觸控電極層13，如圖4所示，觸控裝置還包括蓋板14， 蓋板14一側設置所述觸控電極層13，另一側可接收手指之觸控操作，觸控IC12也設置於觸控裝置10中。
請參閱圖5，本發明實施例提供之觸控控制方法，包括：步驟S1，向所述觸控電極發送掃描訊號，所述掃描訊號為多頻率掃描訊號；步驟S2，根據所述多頻率掃描訊號獲取觸控數據；步驟S3，根據所述觸控數據計算當前時刻之觸控位置。
本實施例中，以觸控裝置10為互容式進行舉例說明以下步驟。
請一併參閱圖3~圖5，於步驟S1中，手指觸摸蓋板14，觸控IC12發送掃描訊號至各個觸控電極11。其中，掃描訊號之發送方式不作限定，可包括但不僅限於以下幾種：
方式一，逐一向部分觸控電極11發送掃描訊號。
本實施例中，觸控裝置10為如圖3中所示之互容式觸控裝置，觸控電極11包括作觸控驅動之觸控驅動電極TX及用於作觸控感應之觸控感應電極RX，是故逐一向所有觸控驅動電極TX1、TX2、TX3......TXn發送掃描訊號，t1時刻向TX1發送掃描訊號，t2時刻向TX2發送掃描訊號，tn時刻向TXn發送掃描訊號。
於一實施例中，逐一向部分觸控驅動電極TX發送掃描訊號，部分觸控驅動電極TX中之各個觸控驅動電極TX相鄰或依次間隔預設數量之觸控驅動電極TX。以圖3為例，可選取相鄰之部分觸控驅動電極TX1、TX2、TX3進行逐一掃描，而TX4、TX5......TXn不進行掃描。也得選取TX1、TX3、TX5......TXn等奇數序號之觸控驅動電極進行掃描。
請參閱圖6及圖7，於另一實施例中，觸控裝置10為自容式，各個觸控電極11分時用於觸控驅動及觸控感應，可選定部分觸控電極11進行逐一掃描。
方式一中僅僅選擇自容式觸控裝置10之部分觸控電極11進行觸控掃描，對需要掃描之觸控電極11之選擇方式得為選擇一定數量相鄰排列之觸控電極11進行局部掃描；或者依次間隔預設數量之觸控電極11，例如依次間隔一個觸控電極11進行掃描，以進一步縮短掃描時間。如僅對手持端附近觸控電極11進行掃描，得以較短之時間偵測手持端是否有水干擾。如選取奇數序號之觸控電極11進行掃描，得以較短之時間完成整屏之粗略掃描。
方式二，同時向部分觸控電極11發送掃描訊號。
本方式中，部分觸控電極11之選取可包括如方式一中列出之各種情形，含於互電容式觸控裝置中，同時向所有觸控驅動電極TX發送掃描訊號，或同時向部分觸控驅動電極TX發送掃描訊號，於自電容式觸控裝置中，同時向部分觸控電極11發送掃描訊號。
本方式與實施例一之區別於，對選取之觸控電極11採取同時發送掃描訊號之方式。相較於逐一發送，有利於縮短觸控掃描時間，提高觸控反應速率，並有效減少相鄰觸控電極之間之寄生電容。
方式三，逐一向所有觸控電極11發送掃描訊號。
請繼續同時參閱圖6與圖7，於一實施例中，觸控裝置10為自容式觸控裝置，圖6中觸控電極為按陣列排布之塊狀電極。圖7為相互獨立之類三角形電極。自電容觸控電極之形狀不限於圖6及圖7所示。各個觸控電極11分時用於觸控驅動及觸控感應，則逐一發送掃描訊號至所有觸控電極11。
方式四，同時向所有觸控電極11發送掃描訊號。
如方式三中之自容式觸控裝置10，同時向所有觸控電極11發送掃描訊號，相較於逐一發送，有利於縮短觸控掃描時間，提高觸控反應速率，並有效減少相鄰觸控電極之間之寄生電容。
本實施例步驟S1中，掃描訊號至少包括第一頻率之第一掃描訊號及第二頻率之第二掃描訊號，其中，第一頻率與第二頻率不相等。本實施例中，第一頻率大於第二頻率，當然於其他實施例中，也可設置為第一頻率小於第二頻率，本實施例中以第一頻率大於第二頻率進行舉例說明。
於一實施例中，第一頻率設置為100KHZ~1MHZ之間，第二頻率設置為20KHZ~150KHZ之間。
於另一實施例中，第一頻率設置為第二頻率之M倍，其中，M
Figure 108110203-A0305-02-0007-23
2。
於一個掃描幀中，向所有或部分觸控電極11連續各發送一組掃描訊號，於一組掃描訊號中，包括N種頻率之掃描訊號，其中，1
Figure 108110203-A0305-02-0007-24
N
Figure 108110203-A0305-02-0007-25
3。
本實施例中，N=2，每個掃描組中掃描訊號包括第一掃描訊號與第二掃描訊號。
本實施例中，觸控裝置10如上述方式一中所述，觸控IC12逐一向所有觸控驅動電極TX1、TX2、TX3......TXn發送掃描訊號。進一步之，觸控IC12 分別交替向所有觸控驅動電極TX1、TX2、TX3......TXn發送第一掃描訊號及第二掃描訊號。
也即，例如先向觸控驅動電極TX1發送第一掃描訊號，再向觸控驅動電極TX1發送第二掃描訊號，該過程被定義為一個掃描組。
接著向觸控驅動電極TX2發送第一掃描訊號，再向觸控驅動電極TX2發送第二掃描訊號，該過程被定義為又一個掃描組。
依照上述規律，逐一對觸控驅動電極TX1、TX2、TX3......TXn進行掃描。將完成觸控驅動電極TX1、TX2、TX3......TXn掃描之週期定義為一個掃描幀，則，不難理解，於一個掃描幀中，包括複數掃描組。
其中，不同掃描組中之第一掃描訊號之頻率相同或不同，及/或，不同之掃描組中，第二掃描訊號之頻率相同或不同。
也即：於一實施例中，掃描觸控驅動電極TX1之第一掃描訊號之頻率與掃描觸控驅動電極TX2之第一掃描訊號之頻率相同，並且，掃描觸控驅動電極TX1之第二掃描訊號之頻率與掃描觸控驅動電極TX2之第二掃描訊號之頻率相同。
於另一實施例中，掃描觸控驅動電極TX1之第一掃描訊號之頻率與掃描觸控驅動電極TX2之第一掃描訊號之頻率不同，並且，掃描觸控驅動電極TX1之第二掃描訊號之頻率與掃描觸控驅動電極TX2之第二掃描訊號之頻率不同。
於另一實施例中，掃描觸控驅動電極TX1之第一掃描訊號之頻率與掃描觸控驅動電極TX2之第一掃描訊號之頻率不同，並且，掃描觸控驅動電極TX1之第二掃描訊號之頻率與掃描觸控驅動電極TX2之第二掃描訊號之頻率相同。或者，掃描觸控驅動電極TX1之第一掃描訊號之頻率與掃描觸控驅動電極TX2之第一掃描訊號之頻率相同，並且，掃描觸控驅動電極TX1之第二掃描訊號之頻率與掃描觸控驅動電極TX2之第二掃描訊號之頻率不同。
進一步，觸控數據包括第一觸控數據及第二觸控數據，步驟S2具體為，根據第一掃描訊號獲取第一觸控數據，並根據第二掃描訊號獲取第二觸控數據，第一觸控數據及第二觸控數據交替獲取，則對應之，也即交替以第一掃描訊號及第二掃描訊號進行掃描。
所述觸控裝置中定義有複數觸控節點，第一觸控數據為以第一掃描訊號掃描觸控電極時，各所觸控節點對應之第一檢測電容值，第二觸控數據為以第二掃描訊號掃描觸控電極時，各個觸控節點對應之第二檢測電容值。
請參考圖8，觸控驅動電極TX與觸控感應電極RX絕緣垂直交叉，觸控驅動電極TX與觸控感應電極RX之交叉節點被定義為上述之觸控節點，包括觸控節點(TX1，RX1)、(TX1，RX2)、(TX1，RX3)、(TX2，RX1)、(TX2，RX2)、(TX2，RX3)、(TX3，RX1)、(TX3，RX2)、(TX3，RX3)……(TXn，RXn)。各觸控節點皆形成一初始耦合電容Cm。
觸控IC12發送第一掃描訊號至觸控驅動電極TX，手指(圖未示)放置於蓋板(圖未示)上時，與手指靠近之觸控節點之初始耦合電容發生改變，觸控感應電極RX輸出第一觸控數據至觸控IC12。其中，第一觸控數據為，以第一掃描訊號掃描觸控驅動電極TX時，各個觸控節點上檢測到之電容值，將其定義為第一檢測電容值，本實施例中，將各觸控節點之第一檢測電容值表示為CM1。類似之，觸控IC12發送第二掃描訊號至觸控驅動電極TX，手指(圖未示)放置於蓋板(圖未示)上時，與手指靠近之觸控節點之初始耦合電容發生改變，觸控感應電極RX輸出第二觸控數據至觸控IC12。其中，第二觸控數據為，以第二掃描訊號掃描觸控驅動電極TX時，各個觸控節點上檢測到之電容值，將其定義為第二檢測電容值，本實施例中，將各觸控節點之第二檢測電容值表示為CM2。
由於第一掃描訊號與第二掃描訊號分別為第一頻率及第二頻率，不同頻率之掃描訊號之傳導率不同，導致對初始耦合電容之影響程度不同，則步驟S1中，以不同頻率掃描觸控驅動電極TX，步驟S2中，得到存於差異之第一觸控數據及第二觸控數據。
請參閱圖9，沒有手指觸摸或者水滴覆蓋條件下，檢測電容CM等效為觸控驅動電極TX及觸控感應電極RX之間之耦合電容Cm。
請參閱圖10，僅手指觸摸條件下，檢測電容CM為手指產生之耦合電容CFT、CFR與觸控驅動電極TX及觸控感應電極RX之間之耦合電容Cm之間之最終等效節點電容。
請參閱圖11，僅水滴(得包括但不僅限於淨水、海水、鹽水等)覆蓋條件下，檢測電容CM為水產生之耦合電容CWT、CWR與觸控驅動電極TX及觸控感應電極RX之間之耦合電容Cm之間之最終等效節點電容。
以下將以具體之測試數據對不同頻率之掃描訊號下手指觸控及水滴覆蓋之情況各自獲取之第一觸控數據及第二觸控數據之差異進行說明。
其中，由於實際之觸控裝置10中，觸控節點數量較大，本實施例中僅僅選取幾個觸控節點之數據進行示例性說明。
請參見表一，表一示出了於手指觸摸時，分別以180KHZ之第一掃描頻率及50KHZ之第二掃描頻率掃描觸控驅動電極TX，獲取之部分第一觸控數據及第二觸控數據，即部分觸控節點之檢測電容值。
Figure 108110203-A0305-02-0010-1
請參見表二，表二示出了於水滴覆蓋時，分別以180KHZ之第一掃描頻率及50KHZ之第二掃描頻率掃描觸控驅動電極TX，獲取之部分第一觸控數據及第二觸控數據，即部分觸控節點之檢測電容值。
Figure 108110203-A0305-02-0010-2
Figure 108110203-A0305-02-0011-3
由以上數據可知，於僅有手指觸摸之情況下，以不同頻率之掃描訊號掃描時，各個觸控節點之第一檢測電容值(第一觸控數據)與第二檢測電容值(第二觸控數據)之最大差值為0.2pf，計算得到差值之平均值為0.16pf；而僅有水滴覆蓋之情況下，以不同頻率之掃描訊號掃描時，各個觸控節點之第一檢測電容值與第二檢測電容值之最大差值為0.28Pf，計算得到差值之平均值為0.27pf。
上述之第一觸控數據與第二觸控數據之差異是由於不同頻率之掃描訊號於手指中傳導率不同，且不同頻率之掃描訊號於水滴中傳導率也不同。但根據上述數據，由於以不同頻率之掃描訊號掃描時，耦合電容差值△CM於手指觸摸條件下明顯相較於水滴覆蓋條件下要小，可知不同頻率之掃描訊號於手指中之傳導率差異相較於不同頻率之掃描訊號於水中之傳導率差異要小。其中，相對低之頻率之波，於水中之導電性較高，傳輸損耗較小；頻率越高，於水中之導電率越差，傳輸損耗越大，當波之頻率於數百MHZ甚至以上時，波於水中之導電性將完全喪失，即導電率為零。手指觸摸及水滴覆蓋各自產生之最大差值之間存於0.08PF之差，即0.28PF-0.2PF=0.08PF，該差值接近於0.1PF，於實際產品中，手指觸摸引起之電容量通常為0.05PF，而與手指觸摸引起之電容比 值超過10%之電容量通常即得作為有效數據參與分析，而此處0.1/0.05已經有兩倍了，差異已經非常大，得較確切之判別水滴之存於。
請參閱圖12，步驟S3具體包括：步驟S31，計算各個觸控節點對應之檢測電容差值，檢測電容差值為第一檢測電容值及第二檢測電容值之差值；步驟S32，設置一差值閾值，將小於差值閾值之檢測電容差值對應之觸控節點定義為目標觸控節點，並將大於等於差值閾值之檢測電容差值對應之觸控節點定義為干擾觸控節點；步驟S33，根據各個目標觸控節點對應之第一檢測電容值及第二檢測電容值，計算所述當前時刻之觸控位置。
步驟S31中，觸控IC12對第一觸控數據及第二觸控數據作差，以計算出各個觸控節點之檢測電容差值(也即表一與表二中之耦合電容差值△CM)，該檢測電容差值由掃描觸控驅動電極TX之第一掃描訊號與第二掃描訊號之頻率差異引起。
由上述推論可知，手指與水滴對觸控節點之初始耦合電容之影響是類似之，且不同頻率之掃描訊號於手指中之傳導率差異相較於不同頻率之掃描訊號於水中之傳導率差異要小。也即，當蓋板上覆蓋有手指時，以不同頻率之掃描訊號掃描觸控驅動電極TX，產生之第一觸控數據及第二觸控數據差異較小，檢測電容差值較小。當蓋板上覆蓋有水滴時，以不同頻率之掃描訊號掃描觸控驅動電極TX，產生之第一觸控數據及第二觸控數據差異較大，檢測電容差值較大。利用該特性，藉由分析各個觸控節點上第一觸控數據與第二觸控數據之差值(檢測電容差值)大小，即可判斷引起觸控節點上初始耦合電容變化之為手指還是水滴。
則步驟S32中，設置一差值閾值，將各個觸控節點對應之檢測電容差值與該差值閾值作比較。該差值閾值可根據第一掃描訊號與第二掃描訊號之頻率、試驗統計結果等進行設置。當觸控節點之檢測電容差值小於差值閾值時，將該觸控節點定義為目標觸控節點，認為其初始耦合電容變化是由手指引起之；當觸控節點之檢測電容差值大於差值閾值時，將該觸控節點定義為干擾觸控節點，認為其初始耦合電容變化是由水滴引起之。
於確認目標觸控節點之後，步驟S33中，根據目標觸控節點上之第一檢測電容值及第二檢測電容值計算當前時刻之觸控位置。
是故，本實施例提供之觸控控制方法，藉由以第一頻率之第一掃描訊號及第二頻率之第二掃描訊號分別掃描觸控電極11，以分別獲取第一觸控數據及第二觸控數據，利用不同頻率之掃描訊號於手指中之傳導率差異相較於不同頻率之掃描訊號於水中之傳導率差異要小之特性，藉由第一觸控數據與第二數據之差值即可判斷各個觸控節點上之初始耦合電容之變化為手指還是水滴之存於而引起，從而排除水滴引起之初始耦合電容之變化，僅針對手指引起之初始耦合電容之變化進行數據處理，以計算當前時刻之觸控位置。上述方法步驟有利於改善水影響觸控功能之問題。本實施例提供之觸控控制方法應用於觸控裝置中，使觸控裝置10可被廣泛應用於潮濕或有水存於之場景中，而保證其觸控功能正常運作。
本實施例提供之觸控裝置10中之觸控結構不限於單片式、全貼合式、內嵌式、外掛式等所有電容式觸摸屏。
實施例二
本實施例提供之觸控控制方法，與實施例一之區別主要於，對觸控電極11之掃描方式不同。以下將只對區別部分進行詳細說明，其他方法步驟便不再贅述。
本實施例中，步驟S1具體包括：向所有或部分所述觸控電極11連續發送N幀掃描訊號，每幀掃描訊號之頻率各不相同，其中，2
Figure 108110203-A0305-02-0013-26
N
Figure 108110203-A0305-02-0013-27
3。
觸控裝置10如實施例一之方式一中所述，本實施例中，N=2，觸控IC12向所有觸控電極11連續發送兩幀掃描訊號，兩幀掃描訊號分別為第一頻率之第一掃描訊號及第二頻率之第二掃描訊號。具體之，於實際工作過程中，觸控IC12交替向所有觸控驅動電極TX1、TX2、TX3......TXn發送第一掃描訊號及第二掃描訊號。
也即，例如先逐一向觸控驅動電極TX1、TX2、TX3......TXn發送一次第一掃描訊號，該過程被定義為一個掃描幀；再逐一向觸控驅動電極TX1、TX2、TX3......TXn發送一次第二掃描訊號，該過程被定義為另一個掃描幀。接著再次向觸控驅動電極TX1、TX2、TX3......TXn發送一次第一掃描訊號，向觸控驅動電極TX1、TX2、TX3......TXn發送一次第二掃描訊號……於其他實施例 中，也可先發送第二掃描訊號再發送第一掃描訊號，本發明實施例不對此作限定。
於另一實施例中，N=3，觸控IC12向所有觸控電極11連續發送3幀掃描訊號，3幀掃描訊號分別為第一頻率之第一掃描訊號、第二頻率之第二掃描訊號及第三頻率之第三掃描訊號。具體之，於實際工作過程中，觸控IC12交替向所有觸控驅動電極TX1、TX2、TX3......TXn發送第一掃描訊號、第二掃描訊號及第三掃描訊號。
也即，例如先逐一向觸控驅動電極TX1、TX2、TX3......TXn發送一次第一掃描訊號，該過程被定義為一個掃描幀；再逐一向觸控驅動電極TX1、TX2、TX3......TXn發送一次第二掃描訊號，該過程被定義為另一個掃描幀；再逐一向觸控驅動電極TX1、TX2、TX3......TXn發送一次第三掃描訊號，該過程被定義為又一個掃描幀。上述之掃描過程中，第一掃描訊號、第二掃描訊號、第三掃描訊號之掃描順序可變，此處不作限定。
應當理解，本實施例提供之觸控控制方法，可實現如實施例一所述之所有有益效果。
實施例三
本實施例提供之觸控控制方法，與實施例一之區別主要於，步驟S1中，同時向觸控驅動電極TX發送第一掃描訊號及第二掃描訊號。以下僅對與實施例一之區別部分進行詳細闡述。
本實施例中，第一掃描訊號及第二掃描訊號同時發送至觸控驅動電極TX，其中，第一掃描訊號之波形如圖13所示，第二掃描訊號之波形如圖14所示，則第一掃描訊號及第二掃描訊號同時發送至觸控驅動電極TX時，疊加成如圖15所示波形之訊號對觸控驅動電極TX進行掃描。
請參閱圖16，步驟S2包括：步驟S21，根據第一掃描訊號及第二掃描訊號獲取第一原始感應數據；步驟S22，將第一原始感應數據分離為與第一掃描訊號對應之第一觸控數據及與第二掃描訊號對應之第二觸控數據。
步驟S21中，第一原始感應數據為圖15所示之訊號對觸控驅動電極TX進行掃描後，觸控感應電極RX傳輸至觸控IC12之感應數據。步驟S22中，觸控IC12對第一原始數據進行分離，例如利用濾波器分離，將第一原始數據分離為 第一觸控數據及第二觸控數據，其中，第一觸控數據對應第一掃描訊號，第二觸控數據對應第二掃描訊號。也即第一觸控數據可被認為是單獨以第一掃描訊號掃描觸控驅動電極TX時獲取之數據，第二觸控數據可被認為是單獨以第二掃描訊號掃描觸控驅動電極TX時獲取之數據。
步驟S3如實施例一中所述，此處便不再贅述。
應當理解，本實施例提供之觸控控制方法，得實現如實施例一所述之所有有益效果，並且，於此基礎上，由於第一掃描訊號與第二掃描訊號同時發送，進一步縮短了對觸控觸控驅動電極TX之掃描時間，進而提高觸控過程之反應速率。
實施例四
本實施例提供之觸控控制方法，與實施例一之區別主要於，步驟S1中，掃描訊號為單頻率非弦波掃描訊號，例如為單頻方波。以下僅對與實施例一之區別部分進行詳細闡述。
本實施例中，該單頻非弦波經過傅裡葉變換，可被分解為基波及諧波。請參閱圖17，觸控控制方法具體包括：步驟S4，向所述觸控電極發送掃描訊號，所述掃描訊號為單頻非弦波掃描訊號；步驟S5，根據所述單頻非弦波掃描訊號獲取第二原始感應數據，所述單頻非弦波可被分解為基波及諧波，將所述第二原始感應數據分離為與所述基波對應之第一觸控數據及與所述諧波對應之第二觸控數據；步驟S6，根據所述觸控數據計算當前時刻之觸控位置。
請參閱圖18，本實施例中，掃描訊號為單一頻率之非弦波，以該掃描訊號掃描觸控驅動電極TX，觸控IC12可獲取到第二原始感應數據。由於掃描訊號可由傅裡葉變換被分解為基波與諧波，觸控IC12可將第二原始感應數據分離為第一觸控數據與第二觸控數據。其中，第一觸控數據對應基波，第二觸控數據對應諧波。也即第一觸控數據可被認為是單獨以基波掃描觸控驅動電極TX時獲取之數據，第二觸控數據可被認為是單獨以諧波掃描觸控驅動電極TX時獲取之數據。
本實施例中步驟S6具體如實施例一中步驟S3，此處便不再贅述。
應當理解，本實施例提供之觸控控制方法，得實現如實施例一所述之所有有益效果，並且，於此基礎上，由於僅以單頻非弦波掃描(也可認為是基波及諧波同時掃描)，進一步縮短了對觸控觸控驅動電極TX之掃描時間，進而提高觸控過程之反應速率。
實施例五
請參閱圖19，本實施例提供之觸控裝置30，包括觸控控制電路系統31，觸控裝置30包括複數觸控電極(圖未示)，觸控控制電路系統31包括：掃描訊號發送模塊311，與所述觸控電極連接，用於向所有或部分所述觸控電極發送掃描訊號，所述掃描訊號為多頻率掃描訊號或單頻非弦波掃描訊號；觸控數據獲取模塊312，與所述觸控電極連接，用於根據所述多頻率掃描訊號或單頻非弦波掃描訊號獲取觸控數據；計算模塊313，與所述觸控數據獲取模塊312連接，用於根據所述觸控數據計算當前時刻之觸控位置。
應當理解，本實施例提供之觸控控制電路系統31及觸控裝置30得執行如實施例一~四中所述之任意方法步驟，可實現如實施例一~四中所述之所有有益效果。
進一步之，觸控裝置30預存有第一觸控模式及第二觸控模式，第一觸控模式包括如實施例一~四任一項所述之觸控控制方法之步驟，可作為觸控裝置30之“防水模式”。第二觸控模式不同於上述第一觸控模式，例如於整個掃描過程中，僅僅以一種頻率之掃描訊號對觸控電極進行掃描，並根據該一種頻率之掃描訊號獲取觸控感應數據，該觸控感應數據即作為僅手指引起之感應數據，直接用於計算觸控位置，而不用於判定是否存於由於水之干擾而引起之觸控感應數據。
觸控裝置30包括切換系統32，切換系統32包括：指令接收模塊321，用於接收觸控模式設定指令；切換模塊322，用於根據所述設定指令控制所述觸控裝置切換至所述第一觸控模式或所述第二觸控模式。
再進一步之，指令接收模塊321具體包括：檢測單元，用於檢測所述觸控裝置當前所處環境之環境參數；生成單元，用於根據所述環境參數生成設定指令。
本實施例中，觸控模式設定指令為觸控裝置30自動生成，環境參數為濕度。得設置一濕度閾值，當判斷當前所處環境之濕度大於該濕度閾值時，生成切換至防水模式之設定指令，也即根據設定指令控制觸控裝置30切換至第一觸控模式。
於一實施例中，設定指令需要用戶手動操作後生成，指令接收模塊321具體用於接收用戶之模式設定操作以生成設定指令，所述模式設定操作包括但不僅限於觸控、按鍵或語音。
應當理解，本實施例提供之觸控裝置，由於第一觸控模式相較於第二觸控模式要複雜，其於需要防水時實用性更高，是故藉由於第一觸控模式與第二觸控模式之間之切換，使得觸控裝置30得根據不同之使用環境切換至相應之觸控模式，避免於無需防水時也使用第一觸控模式，而為觸控裝置30帶來不必要之負擔。
本實施例中，觸控控制電路系統31及切換系統32共同組成為一觸控控制晶片；於一實施例中，觸控控制電路系統31及切換系統32共同作為觸控控制晶片之一個功能模塊；於一實施例中，觸控裝置30包括一主板(圖未示)及觸控控制晶片(圖未示)，觸控控制電路系統31及切換系統32皆設置於主板上；於另一實施例中，觸控控制電路系統31及切換系統32一部分設置於主板上，另一部分作為觸控控制晶片之一個功能模塊。
本實施例提供之觸控控制電路系統31及切換系統32之設置方式，包括但不僅限於上述列出之幾種，本實施例不對此作限定。
本發明提出之各實施例對於手機\穿戴式設備，於使用時有可能遇到下雨天、亦或因用戶運動產生汗液或者用戶活動於有水(例如游泳)或潮濕之環境中時，又例如智能家居產品，尤其是用於廚房及洗手間之易受到用戶用水之影響之智能家居產品，諸如上述情況均能正常實現觸控功能。
觸摸屏設備不限於LCD、LED or OLED等可顯示設備，也包括不帶顯示之觸摸屏設備。
本技術領域之普通技術人員應當認識到，以上之實施方式僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明之限定，只要於本發明之實質精神範圍 之內，對以上實施例所作之適當改變及變化均落於本發明要求保護之範圍之內。
S1、S2、S3:步驟

Claims (18)

  1. 一種觸控控制方法，應用於包括複數觸控電極之觸控裝置；其改良在於，所述觸控控制方法包括：步驟S1，向所述觸控電極發送掃描訊號，所述掃描訊號至少包括處於第一頻率之第一掃描訊號及處於第二頻率之第二掃描訊號，所述第一頻率與所述第二頻率不相等；步驟S2，根據所述多頻率掃描訊號獲取第一觸控數據及第二觸控數據，所述第一掃描訊號對應所述第一觸控數據，所述第二掃描訊號對應所述第二觸控數據；步驟S3，根據所述第一觸控數據及第二觸控數據計算當前時刻之觸控位置。
  2. 如請求項1所述之觸控控制方法，其中，所述步驟S1具體包括：逐一或同時向所有所述觸控電極發送掃描訊號。
  3. 如請求項1所述之觸控控制方法，其中，所述步驟S1具體包括：逐一或同時向部分所述觸控電極發送掃描訊號。
  4. 如請求項3所述之觸控控制方法，其中，所述部分觸控電極中之各個觸控電極相鄰或分別間隔預設數量之未被發送掃描訊號之所述觸控電極。
  5. 如請求項1所述之觸控控制方法，其中，所述第一頻率為所述第二頻率之M倍，M
    Figure 108110203-A0305-02-0020-28
    2。
  6. 如請求項1所述之觸控控制方法，其中，所述第一頻率設置為100KHZ~1MHZ之間，所述第二頻率設置為20KHZ~150KHZ之間。
  7. 如請求項1所述之觸控控制方法，其中，步驟S1具體為：向所有或部分所述觸控電極交替發送所述第一掃描訊號及所述第二掃描訊號。
  8. 如請求項1所述之觸控控制方法，其中，步驟S1具體為：向所有或部分所述觸控電極同時發送所述第一掃描訊號及所述第二掃描訊號。
  9. 如請求項7所述之觸控控制方法，其中，步驟S1具體包括：於一個掃描幀中，向所有或部分所述觸控電極連續各發送一組掃描訊號，於一組掃描訊號中，交替發送N種頻率之掃描訊號，其中，1
    Figure 108110203-A0305-02-0021-29
    N
    Figure 108110203-A0305-02-0021-30
    3。
  10. 如請求項9所述之觸控控制方法，其中，每個掃描組中掃描訊號至少包括交替發送之第一掃描訊號及第二掃描訊號；不同之所述掃描組中，所述第一掃描訊號之頻率相同或不同；及/或，不同之所述掃描組中，所述第二掃描訊號之頻率相同或不同。
  11. 如請求項7所述之觸控控制方法，其中，步驟S1具體包括：向所有或部分所述觸控電極連續發送N幀掃描訊號，每幀掃描訊號之頻率各不相同，其中，2
    Figure 108110203-A0305-02-0021-31
    N
    Figure 108110203-A0305-02-0021-32
    3。
  12. 一種觸控控制方法，應用於觸控裝置，所述觸控裝置包括複數觸控電極；其改良在於，所述觸控控制方法包括：步驟S4，向所述觸控電極發送掃描訊號，所述掃描訊號為單頻非弦波掃描訊號；步驟S5，根據所述單頻非弦波掃描訊號獲取第二原始感應數據，所述單頻非弦波可被分解為基波及諧波，將所述第二原始感應數據分離為與所述基波對應之第一觸控數據及與所述諧波對應之第二觸控數據；步驟S6，根據所述觸控數據計算當前時刻之觸控位置。
  13. 一種觸控控制電路系統，應用於觸控裝置，所述觸控裝置包括複數觸控電極；其改良在於，觸控控制電路系統包括：掃描訊號發送模塊，與所述觸控電極連接，用於向所有或部分所述觸控電極發送掃描訊號，所述掃描訊號為多頻率掃描訊號或單頻非弦波掃描訊號；觸控數據獲取模塊，與所述觸控電極連接，用於根據所述多頻率掃描訊號或單頻非弦波掃描訊號獲取觸控數據；計算模塊，與所述觸控數據獲取模塊連接，用於根據所述觸控數據計算當前時刻之觸控位置。
  14. 一種觸控裝置，其改良在於，包括觸控控制電路系統，所述觸控控制電路系統如請求項13所述。
  15. 如請求項14所述之觸控裝置，其中，所述觸控裝置預存有第一觸控模式及不同於所述第一觸控模式之第二觸控模式，所述第一觸控模式包 括如請求項1~13任一項所述之觸控控制方法之步驟；所述觸控裝置還包括切換系統，所述切換系統包括：指令接收模塊，用於接收觸控模式設定指令；切換模塊，用於根據所述設定指令控制所述觸控裝置切換至所述第一觸控模式或所述第二觸控模式。
  16. 如請求項15所述之觸控裝置，其中，所述指令接收模塊具體包括：檢測單元，用於檢測所述觸控裝置當前所處環境之環境參數；生成單元，用於根據所述環境參數生成設定指令。
  17. 如請求項16所述之觸控裝置，其中，所述環境參數包括環境濕度，當判斷所述環境濕度大於預設閾值時，所述切換模塊具體用於：根據所述設定指令控制所述觸控裝置切換至所述第一觸控模式。
  18. 如請求項15所述之觸控裝置，其中，所述指令接收模塊具體用於：接收用戶之模式設定操作以生成設定指令，所述模式設定操作包括但不僅限於觸控、按鍵或語音。
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